基于项目式学习的高职数字化教材建设研究

张 园，王书旺

（南京信息职业技术学院电子信息学院 江苏 南京 210046）

1 基于项目式学习的高职数字化教材开发的必要性

1.1 教育数字化转型的需要

党的二十大报告指出，要推进教育数字化，建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国[1]。数字化教材的开发与使用是教育数字化转型的撬动因素之一[2]。教育部发布的2022 年工作要点中，把“加快构建中国特色高质量教材体系”作为重中之重，阐述了着力抓好“数字教材建设”，是实施教育数字化战略行动的具体实践。

针对职业教育教材改革，《“十四五”职业教育规划教材建设实施方案》中第五条明确要求要加快建设新形态教材。要有效融入企业岗位技能要求等有关内容，推动数字教材建设，形成编排方式科学、配套资源丰富、呈现形式灵活、信息技术应用适当，更多可听、可视、可练、可互动的数字化教材。

数字化教材是与课程、混合式教学、教学资源平台紧密联系的全新共同体。课程数字化转型，不仅需要建设课程教育资源，还应该开发出具有职教特色的数字化教材，才能全面提升课程与专业建设质量，实现职业教育数字化转型。

1.2 高职教学现实的需要

1.2.1 传统课堂的转变

随着职业院校不断学习借鉴国内外高等教育专业质量保障机制和专业认证理念，“以学生为中心”开展课程教学改革，已经改变了传统课堂中以教师为中心的教学模式，转变为发挥教师主导，促进实现以学生的学习为中心。教师在课堂上的作用已经从怎么教转向为指导学生怎么学，学生不再是课堂被动接受者，而转变为教学活动的主体，因此就需要教师在教学过程中不断创新教学模式。而现有的纸质教材主要通过文字作为内容的载体，以教为主，缺乏针对学习环节的创新设计，难以完全适应师生教与学方式的转变，亟须开发适用于教师和学生课堂教学互动的教材。

1.2.2 纸质教材信息更新的滞后

在新一轮信息技术革命浪潮下，产业的新技术、新工艺和新设备不断涌现。尤其是发展迅速的电子产业，需要根据产业发展，紧密贴合岗位能力要求及时引进智能系统的相关新技术、新工艺。但是传统纸质教材由于其载体、出版成本和出版周期的限制，其教材内容往往滞后于产业技术发展，教学要素跟进技术及时性不足。虽然市面上已出现很多优秀的活页式、工作手册式教材，但是如果要使教材内容及时更新而不破坏教材整体结构，那么教材整体的编写和出版成本很高，无疑会加重学生的学习负担。

此外，因为篇幅的限制，纸质教材文字质量表达不够，无法从最基础的知识讲起，文字的浓缩和精简导致没有形象化的知识描述，没有丰富的示例或案例描述，没有详细的概念描述。

纸质教材同样也在不断加强其在教学中的互动性，但是目前主要的互动方式仍然局限为以文字图片为主、辅助二维码的学习方式。课堂师生互动功能依旧以做标记、留批注等方式为主，无论是知识还是技能目标达成的检查，几乎只能以课后方式提交项目实操活页或者作业。教师采用传统方式批改，学生不能共享，难以实现对学生学习过程和学习成效的适时跟踪。

1.2.3 数字化教材的优势

技术的发展变革催生了教材形态的变化，数字化教材建设与应用将推动数字化教学改革。数字化教材是符合出版社选题需求，通过三审三校可公开发行的正规教材。其可以依据阅读者情景化、动态化、形象化的阅读需求，将教学内容进行富媒体编排设计和交互设计[3]。通过各种电子设备，为学习者提供丰富的、可扩展的、可互动的、进度可跟踪的、精致化的全新阅读和学习体验[4]。

数字化教材已经从内容供给转为学习支架，通过网络技术，学生在阅读数字化教材时就能够分析问题、解决问题。与只有图像、文本和静态链接的PDF 电子书不同，数字化教材可以结合移动技术、上下文学习策略和有意义的学习设计，创建一个舒适的在线学习环境，并且将学生使用的学习风格和过程转移到教材上。与在线课程平台或资源库也不同，数字化教材保留了资源库具有视频、动画、音频等生动学习资源的优势，同时通过教材的样式，利用目录、介绍、使用指南、课程计划、材料主题讨论等方式帮助学生获取必须的学习资源，提高学生选择内容的效率，快速建立学习的知识链路。

2 基于项目式学习的高职数字化教材建设思路

“智能系统与Arduino基础开发”是高职电子信息工程技术专业一门实践性较强的课程，要求学生能完成简单智能系统的方案设计、硬件搭建和程序调试等工作；能够排查并解决开发中的软硬件故障。由于技术发展更新较快，智能系统开发的硬件和软件版本都在不断更替，因此开发基于项目式学习的数字化教材才能更好地适应课程改革和发展，满足教学需求（图1）。

图1 “智能系统与Arduino 基础开发”数字化教材

2.1 重组课程内容

首先基于OBE 理念，根据课程标准，确定了课程的知识、技能和素质三维教学目标。根据职业院校教学特色，转化校企合作实践项目为教学内容，以项目化实践方式开展教学，课程选择智能感应灯项目、智能泊车辅助系统、智能家居开发系统、经典游戏开发、机械臂控制和智能避障小车5 个实践项目，构建“入门―基础―进阶―综合―拓展”5 大模块。考虑到校企合作、工学结合的职教特色，通过“开发知识认知—应用情境技能训练—企业项目开发实战”的层层递进关系，为符合循序渐进的学生学习规律在每个情境中进行不断由浅入深“基础单项技能―进阶复合技能”的反复训练。

2.2 融入思政要素

根据“智能系统与Arduino 基础开发”课程的特点，深挖思政元素，从情（厚植科技报国情怀，践行社会责任）、匠（工作中精益求精、务实严谨的工匠精神）、新（增强创新意识，提高创新能力，融入企业新应用新需求）、合（具备团队合作意识，团队合作能力）四维度开展课程思政与专业课程的协同育人。在数字化教材中，结合项目实施背景，设计了如光控灯与低碳生活、游戏中的工匠精神等科学合理的思政教学案例，在项目导语处通过视频、动画、阅读材料等方式予以呈现，借助数字化教材的多媒体技术进一步触动学生，加强价值引领，使学生真正将社会主义核心价值观、职业素养与专业特长相融合。

2.3 设计交互方式

数字化教材是以深度交互、学习画像和自适应为主要特征，为学生提供个性化学习、评价和规划等服务的智能化教材[5]。所以结合高职学生的学习特点，利用现有的技术手段对教材内容进行创新呈现是数字化教材建设中的关键步骤。

2.3.1 陪伴式评价

基于OBE 以学生为中心，质量持续改进的理念，在教学过程中需要不断通过各种评价手段帮助学生及时发现问题，反馈学习情况，从而促使学生进行自我调整，最终达成学习目标。而数字化教材能够基于平台技术手段实现陪伴式的评价。建设时需要精心设计评价方式，在“智能系统与Arduino基础开发”课程数字化教材建设过程中，设计通过交互组件实现交互式的连线题、选择题、图文拖拽题和卡片翻牌等，随时检测知识点学习情况。在项目学习结束后，利用教材平台完成在线任务验收单填写并自动生成邮件发送给授课教师，以得到及时的点评和个性化的改进指导。利用数字化教材的标注功能可以让学生随时记录学习心得，并且能够适时查阅到授课教师标注的学习重难点、学习指导以及随时根据专业或行业发展补充完善的学习拓展资料，使得学习更具有针对性和个性化，感受陪伴学习的过程，不断弥补学习的不足。

2.3.2 智能化导学

为加强个性化学习指导，“智能系统与Arduino 基础开发”课程数字化教材采用问题导学设计。通过任务分析、任务实施和任务验收3 个教学活动完成每个项目的任务学习。在每个任务功能的实施过程中，通过连续递进的引导问题创设积极的导学情境与学习氛围，激发学生的学习兴趣，维持学生的学习动机。在技能点处通过操作引导问题链并结合实验操作视频或仿真视频为学生提供导学支持。将非重点内容制作成拓展阅读按钮、气泡以及可以跳转进行在线搜索的链接，供学生按需选择打开阅读，避免因同时显现太多学习资源，信息过载引发学生学习负担加重的问题。

2.3.3 深入式互动

在现代教育发展过程中，交互性一直是制约现代教育技术、现代教育资源融入育人实践的主要问题[6]。数字化教材建设中应避免电子文档转换、多媒体资源堆积，为学生提供结构化、互动性和生成性的学习内容，推动数字教材向智能教材发展[7]。“智能系统与Arduino 基础开发”课程数字化教材借助云教材平台和云班课授课平台，将课堂实操、教材同步学习与微课视频、互动式测验和学习管理系统相结合来增强学习互动过程。通过师生互动、资源共享引导学生进行自主学习。教师以学生为中心构建每次授课的混合式教学小循环。在课前计划阶段，线上发布导学公告，指导学生进行教材中任务分析、基础理论的学习，学生通过课前测试和教材批注的方式，完成自主学习和新旧连接。线下完成课中实施和评价2 阶段，实现能力迁移。依据真实岗位工作流程，采用任务驱动，按照“设计系统—编写程序—调试功能—测试系统”四个步骤组织课堂教学。学生利用教材讨论功能随时记录并分享学习中收获的学习价值，教师通过问卷调查等大数据进行过程监控，分层次指导学生。最后依托平台智能交互技术记录学生的协作过程，分析学生的协作表现，查阅每一位学生的学习进度，每一章的学习时长和笔记数量，完成课后改进和反思总结。

3 基于项目式学习的高职数字化教材实施效果

为检验数字化教材的校本使用结果，在本校电子信息工程技术专业中选取两个平行班级进行《智能系统与Arduino 基础开发》教材学习使用的对照实验。实验组班级41 人，对照组班级42 人。实验组利用数字化教材开展一学期课程学习，对照组采用传统纸质教材。从实验结果数据来看，实验组和对照组在前试中的学生平均得分分别为78.38 分和78.58 分。根据独立样本t 检验的结果，显著性值大于0.05（sig=0.937），说明实验组和对照组的初始条件是相同的，实验前得分无显著性差异。实验组和对照组在对照实验后的学生平均成绩分别为93.37 分和85.58 分。独立样本t 检验显示学生的后测得分差异有统计学意义（sig=0.002），说明基于项目式的数字化教材显著影响了学生的学习结果。

问卷调查数据显示，实验组所有学生（100%）对于在课程学习中使用数字化教材感到满意。82%的学生对教材中提供的趣味化、游戏化、情景化的交互评测和练习有较高的评价。85%的学生认可基于项目式学习的数字化教材的有用性、易用性。88%的学生在教材使用中，认为数字化教材的交互性功能，如学习视频、逐步指导、页面标记等，在学习过程中非常有益。95%的学生相比较传统纸质教材非常喜欢数字化教材的可移植性、可访问性和便利性。78%的学生认为通过分享笔记，有效强化了自己的学习效果。学生普遍认为数字化教材提供的图片、画廊、视频、音频、动画等对于描述项目实施的步骤非常有帮助。他们认为与其他形式的教材相比，数字化教材最优越的地方在于可以根据需要完成的项目主题，适时标记页面，查阅其他人学习时的注释记录，观看学习视频和进行有即时反馈的测验，能够极大地满足以学生为中心的学习和增加大量个性化学习体验的机会。

实验结果证明，数字化教材具有较好的实施效果，学生可以通过使用负担得起、用户友好、吸引人和交互式的数字化教材获得更好的学习成果。

4 总结

综上所述，高职教材的数字化转型，对于推进高等教育智慧化进程、突破教材出版行业困局、展现数字化信息优势具有重要意义[8]。通过实践证明，数字化教材可以提高学生的积极性，提高学生的理解能力，保持学生的注意力，促进社会互动和团队合作，可以增加学生对知识建设的投入，并提高学生解决问题的技能、决策，以及与他人合作和时间管理意识。可以使课堂教学更加灵活机动，学生专业知识来源更加多样化，教学模式更加多样化、个性化，教为主转向学为主得到强化，基于数据的教学管理更加智能化。